Главная >> Физика 10 кл. Мякишев

 

 

 

Глава 12. Твёрдые тела

 

§ 72. Кристаллические и аморфные тела

Мы живём на поверхности твёрдого тела — земного шара, в домах, построенных из твёрдых тел. Различные приборы, орудия труда сделаны из твёрдых тел. Знать свойства твёрдых тел необходимо.

    Вспомните, что такое твёрдое тело. Чем мы пренебрегали, когда в механике считали, что тело абсолютно твёрдое?

    Каковы физические свойства твёрдых тел?

    Какие физические величины характеризуют свойства твёрдых тел?

Твёрдые тела сохраняют не только свой объём, как жидкости, но и форму. Они находятся преимущественно в кристаллическом состоянии.

Запомни
Кристаллы — это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве.

Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы (рис. 12.1). Это можно заметить, рассматривая соль с помощью лупы. А как геометрически правильна форма снежинки! В ней также отражена геометрическая правильность внутреннего строения кристаллического твёрдого тела — льда (рис. 12.2).

Анизотропия кристаллов

Однако правильная внешняя форма не единственное и даже не самое главное следствие упорядоченного строения кристалла.

Кристаллы имеют плоские грани

Важно
Главное следствие упорядоченного строения — это зависимость физических свойств кристалла от выбранного в кристалле направления.

Запомни
Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называют анизотропией.

Кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки

Прежде всего бросается в глаза различная механическая прочность кристаллов по разным направлениям. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки (рис. 12.3), но разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, гораздо труднее. Так же легко расслаивается в одном направлении кристалл графита.

Когда вы пишете карандашом, такое расслоение графита происходит непрерывно и его тонкие слои остаются на бумаге.

кристаллическая решётка графита имеет слоистую структуру

Это происходит потому, что кристаллическая решётка графита имеет слоистую структуру. Слои образованы рядом параллельных сеток, состоящих из атомов углерода (рис. 12.4). Атомы располагаются в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между слоями сравнительно велико — примерно в 2 раза больше, чем длина стороны шестиугольника, поэтому связи между слоями менее прочны, чем связи внутри их.

Многие кристаллы по-разному проводят тепло и электрический ток в различных направлениях. От направления зависят и оптические свойства кристаллов.

Все кристаллические тела анизотропны.

Монокристаллы и поликристаллы

Кристаллическую структуру имеют металлы.

При падении света на кристалл кварца световой поток распадается на два потока, идущие в кристалле по разным направлениям. Это явление получило название двойного лучепреломления.

Металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов

Если взять сравнительно большой кусок металла, то на первый взгляд его кристаллическое строение никак не проявляется ни во внешнем виде этого куска, ни в его физических свойствах. Металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии.

Дело здесь в том, что обычно металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Под микроскопом или даже с помощью лупы их нетрудно рассмотреть, особенно на свежем изломе металла (рис. 12.5). Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате в объёме, значительно превышающем объём отдельных кристалликов, все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям.

Запомни
Твёрдое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами.

Растворите в стакане с водой соль, сделайте концентрированный раствор. Опустите в насыщенный раствор несколько кристалликов соли и оставьте, пока вся вода не испарится. Посмотрите, что останется в стакане. Сделайте выводы.

Продолжение >>>